• 2008-11-25

    日本“脑科学与教育”研究的进展 - [我的收集]

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       文章来源:沈阳师范大学脑功能与认知科学重点实验室    更新时间:2008-10-22
     
     

      脑科学从基础研究向应用研究展开,与教育跨学科融合形成了“脑科学与教育”新的研究领域。日本率先在世界上倡导“脑科学与教育”的跨学科研究,并且将脑科学研究作为国家教育发展的一项战略任务,将脑科学的原理运用到教育中去,进行面向教育理论和实践的应用研究。本论文介绍的日本近年来“脑科学与教育”研究的最新进展,对推动我国尚处于起步阶段的脑科学与教育领域研究的发展有一定的启示。
     

     

      在现代科学步入脑科学时代的进程中,近年来,脑科学从基础研究向应用研究展开,已有了惊人的进展。自从人类脑的高级机能活动可以安全地用脑图像表示以来,脑科学跨越自然科学和人文社会科学的学科界线与许多不同的科学领域融合,应用于现实社会已经成为可能。特别是“脑科学”与“教育科学”跨学科融合形成的“脑科学与教育”(Brain-Science and Education)的新研究领域正在国际上兴起。
      日本开展“脑科学与教育”研究走在了世界该领域研究的前列,极大地促进了世界“脑科学与教育”领域研究的发展。

    一、“脑科学与教育”研究领域的诞生

      认识脑的本质,促进对人的理解,这是长期以来脑科学研究工作者的梦想。十多年前,完全无侵害的脑机能图像学的科学技术进步,已经有可能观察到部分包括日常的精神活动的脑的高级机能活动,从而使脑科学工作者的梦想有了实现的可能。
      学习与教育,一直是以教育学、教育心理学为基础的人文社会科学,但是生物学的观点认为,学习是“由于环境来的外部刺激,构筑神经回路网的过程”,教育是“调控、辅助构筑神经网络所必要的外部刺激的过程”,故学习和教育与脑科学有着密切的联系,基于脑神经科学的理论,深入理解及研究学习与教育是非常必要的。
      人类的思考能力、判断能力、创造能力等的基础是脑的高级机能活动,由于脑科学的介入,现在自然科学与人文、社会科学以及艺术的世界相互架桥、融合的兆头日趋明显,从这种潮流中产生出新的典型的研究领域就是“脑科学与教育”。

    二、日本率先在世界上倡导“脑科学与教育”的跨学科研究

      1995年,日本新技术开发事业团(现称为日本科学技术振兴事业团)主办了“环境计测研究前沿”跨专业的研究者学术交流研讨会,会议进行了“环境与大脑的相互作用”的专题研讨。该专题研讨会上首次提出了以下概念:“地球上的人工物质快速增多,其结果就会造成对自然界有影响的环境问题发生”;“人的大脑新皮层的快速进化,就可能产生使用更复杂的工具和语言的结果”;“生活在城市里的人们在发达的脑做成的人工物质的包围中生活”,其结果是“通过环境等外部刺激构成神经回路网的大脑本身有很大的变容”,因而产生了“到现在我们从未经历过的新的社会问题”。在此后的研讨会中,研究者通过探索创造所谓“物质”(Materials History)的新专业的可能性,提出了“人是存在于物质的历程上”,“人的精神计测存在于物质计测中”的概念,并从环境科学的角度出发阐明了“‘环境因子’和‘遗传因子’相互作用的重要性”。
      经过几年的考察和研究实践,在2000年,日本科学技术振兴事业团又举办了更深入的跨专业“培育脑:学习与教育的科学”(Developing the Brain:The Science of Learning and Education)学术研讨会。在连续4天的研讨会上,有约50多名日本国内各学科的学术带头人及最领先的专家跨越自然科学、社会科学、人文学、艺术等专业的界线,经过充分研讨,确立了日本独特的崭新跨学科研究领域——“脑科学与教育”。
      2001年伊始,日本文部省与日本科学技术振兴事业团在世界上率先公开研究“脑科学与教育”。首先在社会技术研究领域中开设了“脑科学与教育”专题研究,并开始向全国公开招标研究课题,然后在国内众多学者申报的研究方案中,,每年选出3项特别优秀的研究计划予以特殊资助
      另外,为促使“脑科学与教育”研究有更大的发展,2002年文部科学省等3部门联合设置了关于“脑科学与教育”研究指导委员会(理化研究所脑科学研究中心名誉顾问伊藤正男任主席,日立制作所基础研究所所长小泉英明任工作组组长)。日本脑科学家呼吁应尽快组织实施相关研究项目。此后,日本文部科学省还多次召开专家会议,进一步明确研究细则,并于2003年元旦正式启动了庞大的“脑科学与教育”研究规划项目。这也是日本的文部省与科学技术厅合并后的第一个协作计划。日本政府投入大量研究经费对此计划予以支持,仅在2004年的预算中就投入总额30亿日元。

    三、日本“脑科学与教育”研究规划的总体目标

      日本力争使自己在世界上成为教育大国,因此“脑科学与教育”研究规划项目的总体目标是,将脑科学研究作为国家教育发展的一项战略任务,将脑科学与教育紧密结合起来,进行面向教育理论和实践的应用研究,这个研究规划项目包括以下两个方面。
      首先,日本在继美国1990年开始的“脑的10年”后,于1996年提出了“脑科学的时代”20年脑科学发展计划,这个计划详细制定了关于认识脑、保护脑、创造脑、养育脑的全方位脑科学研究目标及阶段性发展规划政府也加大了对脑科学研究投资的力度,掀开了日本脑科学研究的历史新纪元。此后,在实施“脑科学时代计划”的研究基础上,充分考虑到社会的现实与发展趋势,将脑科学与教育紧密结合,开展应用性研究。脑科学家和教育理论研究者及学校教学一线的教师,在共同研讨的基础上,确定出教育教学中的理论和实践问题,并对此展开研究。该研究强调打破和改变以往封闭的教育研究方式,以认知神经科学为核心,脑科学家和教育工作者密切合作,从终身教育的视角,研究人的身心在各个不同发展阶段的发展规律和学习的生物学机制,并从教育的各个方面来再建学习和教育的新概念,逐步实现理想的教育教学方法和更加理想的教育体系的再构造,同时也为教育学的科学化和本土化发展逐步奠定坚实的基础
      其次,2002年开始,日本政府要求将脑科学研究作为国家教育发展的一项重要战略任务,将脑科学的原理运用到教育实际中去,广泛开展面向教育理论和实际的应用研究。文部科学省指出,脑科学研究是21世纪最重要的战略目标,它直接关系到国家的总体发展水平,日本要藉此契机成为世界一流的、最有实力水平的教育大国
      由于“脑科学与教育”规划的研究涉及到脑科学、教育学、心理学、社会学、行为学、医学、生理学、言语学、体育学等诸多学科领域,因此,该计划以脑科学为核心,通过与多学科的协同研究和交流对话,促进了学科间的融合,取得了对相关教育问题研究的瞩目成就。
      在脑科学与教育研究规划项目的推动下,近年来,基于大脑生理学原理的脑功能开发的研究迅速发展,其中全脑教育、开发右脑机能、速读、速听、音读等增强学习记忆力、开发脑的思考能力、判断能力、创造能力的各种训练研究与实践,已成为当今脑科学与教育研究的热点,致使日本的脑科学研究及脑教育研究走向世界脑科学研究的前列

    四、日本“脑科学与教育”计划主要研究课题

       2001年开始,日本科学技术振兴事业团正式启动了“脑科学与教育”研究项目。几年来,获得支持的主要研究课题有:
      2001年度:前额叶机能发育与改善其系统的开发研究;人类的语言交流机能发育过程研究;从神经回路网发育解释育儿与教育的临界年龄的研究。
      2002年度:关于知识的学习与评价的脑图像学研究;出生后学习机能结构发育的分子基础及其应用研究;学习·记忆·认知·意欲机能的基础及逃学心理的研究。
      2003年度:媒体等环境刺激对额叶机能发达的影响研究;学习困难的脑内活动机理及支援教育程序的开发和评价研究;关于发育障碍的遗传因素和环境因素相互作用的研究。
      2004年度:颜面认知原理及其机能发育与学习效果的研究;声音语言知觉机能结构的阐明及面向英语教育的展开研究;非语言的母子间交流的非侵袭的解析研究。

    五、国际“脑科学与教育”研究的动向

      OECD的教育改革研究中心(Center for Educational Research and Innovation:CERI)于1999年举行了关于“学习科学与脑研究”(Learning Sciences & Brain Research)的学术研讨,并于2002年4月正式启动了脑科学在教育领域的应用研究计划。
      2002年5月在巴黎举行的OECD年会论坛中,专门设置了“脑与学习:21世纪的教育革命”(Brain and Learning:A Revolution in education for 21st Century)的专题,得到了与会30多个发达国家极大的关注。会上,美国、欧洲和日本的脑科学家形成了三个研究方向的分工与合作组织。其中,美国重点研究言语和脑的关系;欧洲重点研究算术、数学和脑的关系;日本则主要承担了终身学习和人的观察力、记忆力和“意欲”等方面的脑与教育结合的研究
      这个年会论坛的中心主题是“安全、平等、教育、成长”。美国总统夫人在演讲中说:虽然这4个主题每个都很重要,但教育是其他3个主题的根本,对教育的投资也与构筑强大的经济系统组织有密切的联系,因此“教育”也是美国布什政府最优先实施的课题之一。
      美国在科学技术的范围里加入了学习和教育研究。在美国科学财团(NSF)2003年的预算申请里位居优先顺序第三位的是学习研究,优先的研究课题为:(1)信息科学技术;(2)纳米科学;(3)学习科学
      另外,美国卫生研究所(NIH)的NICHD和美国环保局(EPA)也在进行一项儿童学习(NCS)研究计划。这个计划的概要是:从2006年开始,实施针对10万人的大型研究,以科学地阐明“儿童的发育与环境的影响”。
      在迎接世界最古老的科学学会——罗马法王厅科学学会(PAS)成立400周年的2003年纪念讨论会上,来自不同国家的80名会员中,约有30名是诺贝尔奖获得者,这次重要的科学学会所选择的题目就是“脑·心·教育”。

    六、“脑科学与教育”研究的对象领域及方法论

      从生物学的视角出发考虑“学习”与“教育”,将脑科学、发展心理学、行为学、语言学以及高级机能测定、各种信息技术间通过架桥、融合,可能形成实践性、人性化的学习与教育的新研究领域新的研究将修改从胎儿期开始到人生结束为止的学习和教育体系。面对出生率逐年下降、人口年龄老化的现实,建立维持人口“少子化”、“高龄化”社会的最适合的学习与教育体系及其社会基础的研究迫在眉睫。
      从学习效果、学习意欲的观点出发,研究遗传因子、环境因子间的相互作用、神经结合引起的环境适应、可塑性、神经递质及兴奋、抑制机能原理、髓鞘化的遗传信息与机能发生控制原理、机能领域的再构筑、临界期与感受期、记忆等,不仅可以改善一般学习能力、语言能力,而且还可改善创造力、洞察力和理解力。
      这些研究,不是单单根据假说的推论,而是有科学的、以实验证明为基础的研究。进一步说,确定和构建与现在不同的研究方向与体制也是很必要的。首先,应将脑神经科学的知识具体应用到学习和教育的调查及基础研究;其次,应将以发展认知神经科学、进化发展心理学及各种神经科学等为基础的学习机能原理的研究向广义的教育应用展开(也考虑认知发育模型、学习模型、发育神经语言学等研究);第三,以新的研究组织为基调,建立协作体制使科学、人文的基础研究者(scientists and scholars)与临床医师、教师、保育者等人员合作进行学习及教育研究。

    七、各教育关联学科领域的协作和脑神经伦理

      在“脑科学与教育”的最新研究领域,最重要的是要建立直接从事教育工作的人和脑科学家的密切联系。由于二者的专业距离相差很大,所以联系并不容易,很多脑科学家只是通过讲课或指导学生等各种各样的形式有机会接触到教育,而专门搞教育的人绝大多数也很少接触到脑科学,日常生活中应用脑科学的科普类书也存在许多对脑科学的偏见和误解。可以说,脑科学与教育的研究才刚刚开始,这个专业迫切需要脑科学家和教育家的真正协作,迫切需要能把这两个有距离的专业联合在一起的心理学、行为学、语言学、社会学等专业的帮助。
      在以人为对象的脑科学与教育研究领域中,必须充分注意伦理问题。脑科学与教育脑研究的伦理有许多尚未明确的部分,有必要开设脑神经伦理等新的研究专业。这需要研究脑神经的自然科学者和研究伦理、哲学、法学等的人文学者的密切合作,共同开创。

     

    原文载于《比较教育研究》2008年第5期


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